工程集群化建設管理與BIM+GIS技術融合應用的研究進展

摘要：集群化項目具有工程類型多、周期緊、交叉面多、數據來源雜亂等特點，應用傳統的工程建設管理手段，難以解決建設過程中的組織與管理難度大等問題，導致集群化項目的整體目標實現困難。隨著工程集成化建設管理模式的不斷演進與發展，國內不少新區引入了BIM、GIS及其關鍵技術，探索BIM+GIS技術融合應用的集成管理模式，助力工程項目全生命周期管理集約化、信息化、精益化的發展。

關鍵詞：BIM;GIS;融合;工程集群化

BIM與GIS本身是兩個不同維度的學科，其中GIS在宏觀層面提供地理信息，而BIM在微觀層面實施建筑信息數據的分析[1]。BIM與GIS技術融合，推動了信息化技術不斷向工程行業的深度和廣度延伸發展，加強了單一技術在工程建設管理中作用。BIM與GIS技術融合應用在工程集群化建設管理之中，可以適用于工程的選址、施工管理、方案設計、結構設計、交通規劃以及能源設計等多種方向。應用的廣泛性使得建筑工程項目的全生命周期被涵蓋。

一、概述

（一）BIM與GIS技術融合

BIM、GIS、云計算與大數據等技術在互聯網的發展浪潮下，被廣泛的應用到工程行業之中，提升了工程的科學性及實用性。BIM信息模型是對單體的整個生命周期從設計、施工再到運維等各個階段的精細化的表達，具備十分豐富且詳細的幾何構造及語義信息，但是信息覆蓋范圍有限，與周邊環境地理要素結合度不高，導致BIM信息模型非常容易被批評為“紙上談兵”。三維GIS地理信息系統，利用空間地物的三維坐標數據和表面紋理數據表達現實的世界，重視對空間信息的傳遞，可以在宏觀維度對空間環境及物理空間關系開展分析。但是工程信息數據細節不足，導致GIS模型數據僅僅關注的是工程之外的信息。GIS+BIM的技術融合，其目標是有效的彌合兩種技術單獨運用存在的不足之處，結合雙方的優勢，發揮最大的效益[2]。該模型的有效融合，可以有效的拓展數據廣度，提高數據深度，擁有更加廣泛的應用價值，是工程集群化建設管理發展背景下的重要技術手段。

（二）工程集群化

工程集群化是指由若干不同類型項目組成的項目群，具有投資總額大、建設周期緊、社會關注度高、涉及參建單位龐雜、工程項目建設時序與空間交叉面多、專業統籌難度大等特點。工程集群化建設管理主要關注于項目群的管理模式、進度控制、質量控制、流程優化、資源統籌配置等方面，通過應用新一代信息化技術手段，保障項目實施過程，以期順利達成項目群管理目標。

二、工程集群化建設管理與BIM+GIS技術的融合應用

（一）應用于工程規劃與施工管理

伴隨著社會經濟的不斷發展，城市集群化工程建設模式也獲得了迅速的發展，市政基礎設施、民用建筑以及園林等其他配套設施的規劃十分關鍵。城市化的可持續發展主要依賴于城市的科學規劃。規劃管理的重點內容主要有工程的使用性質實施控制，如市政道路選線、建筑密度與容積率進行模擬計算等。運用BIM+GIS技術的融合方式，能夠幫助規劃人員在直觀的三維之中對新建筑物及周圍的環境協調性進行模擬，節省了傳統工程規劃管理的公式計算等方面的內容。針對工程實施的進度管理中，BIM+GIS技術的融合，一方面能夠通過空間耦合可視化來展現城市的建設動態與建設額規劃，提高決策的效率及精度。另一方面也能夠經過后臺數據庫之中的信息比較，完成實際進度與計劃進度的自動比對，實現實時預警與降低管理風險的目標。除此之外，通過BIM+GIS技術的融合，可以對施工情況實施可視化管理，構建可視化模型，通過BIM技術來分析信息流動、成本、物料以及建筑構建屬性，運用GIS分析工程外部環境信息的優勢，保障空間布局的合理性，對施工過程開展實時性與可視化的監督與管理。

（二）應用于市政道路建設

BIM+GIS技術的融合在公路與鐵路建設領域的應用更加廣泛。公路建設方面，雅康高速公路建設項目中將BIM與GIS技術應用于高速公路地質勘查之中，構建地質數據管理平臺及三維地面模型，以此來解決傳統地質與地理資料管理混亂且利用效率低下的困境。并且，BIM地面模型能夠對當地的地質信息與隧道關系進行模擬，以此來優化隧道支護設計[3]。鐵路建設方面，我國西南山區鐵路隧道建設中，基于BIM+GIS研發了的鐵路隧道地質災害輔助整合技術，提出了可以構建隧道區域地形地貌的三維地理信息場景，運用空間分析功能與查詢功能，對線路、隧道、巖溶病害等進行建模，以此來幫助管理人員及技術專家研究科學整治提供高質量的完備數據支撐，提升地質災害的整治水平。

（三）應用于室內導航

現階段，隨著高德地圖、百度地圖等電子地圖的廣泛應用，為我們的生活提供了諸多的便利。但是這些都是基于二維的路徑規劃與導航功能。通過GIS可以獲取相關的數據信息，但是在室內信息數據方面還有所缺乏，導致室內導航無法實現。因此，將建筑BIM模型數據應用到GIS數據之中，能夠有效的實現建筑物內部的導航。如，大型商場或者超市應用BIM數據構建了室內三維數據，可以幫助消費者迅速的定位自己在室內的精確位置，方便消費者的游玩。一旦發生火災危險的時候，也很容易找出逃生出口。典型的代表是央視新大樓運用BIM+GIS技術的融合，實現了室內導航系統的開發，能夠為員工跨樓層跨樓體進行導航。

（四）應用于其他方面

BIM+GIS技術的融合在集群化建筑管理中，除了上述領域的應用之外，也可以應用到復雜的地下工程中，運用構建BIM+GIS可視化模型的方式，減少施工過程中設備沖突風險，提高運維效率。除此之外，也能夠廣泛的應用于城建檔案管理、消防管理、環境模擬以及古文化保護等相關領域，涉及到人們生活的方方面面，都發揮了重要的作用。

三、結語

融合的BIM+GIS技術已經成為集群化建筑工程管理的重要技術手段，集合兩者技術優勢為一體，能夠深度融合實際建設情況，助力不同工程集群管理過程中發揮優勢作用，包括建筑規劃與施工管理、城市道路建設、室內導航以及地下工程等領域，最終高效達成管理目標，為推動工程行業發展注入新的活力。

參考文獻：

[1]喬天榮，劉平利，劉家橘，葉萍. 基于BIM+GIS融合的技術應用分析[J]. 地理空間信息，2021，19（01）：68-70+5.

[2]華陸韜. AR+BIM+GIS技術的融合開發與應用[J]. 科技創新與應用，2020（15）：19-21.

[3]李謐，賀曉鋼，李博涵，敖翔. 基于BIM+GIS的市政工程規建管一體化應用研究[J]. 地下空間與工程學報，2020，16（S2）：527-539.

作者簡介：蔣昶涵（1991-）女，漢族，籍貫廣西，本科學歷，中級工程師，研究方向——工程管理、BIM、GIS。